高中物理必修一实验.docx

高中物理必修一实验实验一 匀变速直线运动的实验探究一、实验目的1 .练习使用打点计时器，学会用打匕点的纸带研究物体的 运动.2 .掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.3,能够利用纸带测定物体做匀变速首线运动的加速度.二、实验原煤L理论基础沿直线运动的物体在连续相等的时间内不同时刻的速度分 别为幼、办，5、…，若叨—V , = S - 5 =匕| 一 S =…弓则说明 该物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明该物体在做匀变速直线运动，即2.打点计时器的工作原理(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点.(2)工作条件电磁打点计时器I V〜6 V交流电源. 电火花计时器：220 V交流电源.(3)纸带上点的意义:①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置.②通过研究纸带上各点之间的间隔.可以判断物体的运动 情况.3・判断物体运动状态的方法：求相邻位移的差As设相邻两点之间的位移为si、*用…（1）若52 — 51 = 53 — 52 =…=S" - = 0,则物体做匀速直线运动.（2）若 52 — 5i = 53 — 52 =3=5”一 1#则物体做匀变速直线运动.4.求物体加速度的方法（D逐差法如图实一1一1所示，相邻两计数点间的距离分别为、52、…、S6,两计数点间的时间间隔为丁,根据^s=aT2有 §4 —>=（$4 —§3）+（§3 -$2）+（§2 —51 ） =3qT2图实一1 — 1同理 55 — 52 = 56 - $3 =七山 SL S]求出生=3T2，二3 T2再算出©、生、。

3的平均值一_1 +生 +43 _（56 +$5 +§4）一（口+2 +$]）a 3 9T即为所求物体运动的加速度.（2）.一£图象法根据石=%可求得W求出1、2…（一般取5个点）各计数点的瞬时速度，再作出 v—倜象，求出图线的斜率即为该物体做匀变速直线运动 的加速度.（3）利用已求出的瞬时速度值，按加速度的定义式求加速度四、实验步骤与数据处理图实一 1一21 .如图实一1 — 2所东，把原来放于 水平桌面上的长木板一端垫起,把 打点计时器固定在木板被垫起的 那一端，连接好电路.让平整的纸 带穿过打点计时器的限位孔,把纸 带的一端固定在小车后面.2 .用手按住小车，使小车停在靠近打点计时希处,先接通电源，再放开小车，小车在拖着纸带运 动的同时，打点计时器就在纸带上打下一系列的点.断开电 源，取下纸带；更换新纸带，重复实验三次.3 .从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比 较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测 量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间 的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T- 0.02 sX5 = 0. 1 s,在选好的开始点下标明八，依次标为B、 C、Q、E…叫做计数点.4 .用毫米刻度尺正确测出每相邻两计数点之间的距离”、*、 §3、S5、S6，并填入下表中：分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段时间〃S冬段位移 s/m平均速度一/ — 1v/ m • s由以上数据求得相应相邻的加速度值相邻段1〜2段2〜3段3〜4段4〜5段5〜6段加速度/ —2a/ m • s5 .比较各段的加速度是否相等，得出结论，即小车沿斜面的下 滑是否可以看成匀变速直线运动.6 .根据实验原理中所讲的方法，计算小车的加速度或根据 v-i图象求出小车的加速度.五、注意事项1 .开始释放小车时；应使小车靠近打点计时器.2 .应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手 按住.3 .先断开电源，再取下纸带.4 .如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度.5 .选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点 密集部分，适当选取计数点（注意计数点与计时点的区别）， 弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.6 .每打好一条纸带.将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打 点清晰.7 .不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统 一量出各计数点到计数起点。

之间的距离）.读数时应估 读到毫米的下一位.8 .要多测几组，尽量减小误差.六、误差分析1.根据纸带测量的位移有误差.2.根据位移计算的瞬时速度有误差.3 .计算的加速度有误差（& 二 写迎）.4 .用作图法，作出的V-/图线并非是一条直线.5 .木板的粗糙程度并非完全相同.实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的L培养学牛用所学知识探究物理规律的能力.2 .探究弹力和弹簧伸长的关系.3 ,养成用图象法处理实验数据的习惯.二，实验原理a.Tsi-T*一L如图实一2—1所示，弹簧在下端悬挂 钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹 力与所挂钩码的重力大小相等.4 .用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力 下的仲长量工，建立坐标系，以纵坐 标表示弹力大小3以横坐标表示惮 簧的伸长量上，在坐标系中描出实验 所测得的各组（-F）对应的点，用平滑的曲线连接起来•根 据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系.三，实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重 垂线.Ui、实验步骤与数据处理1 .将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自 然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长 状态时的长度2即原长.2 .如图实一2 — 2所示，将已知质量的 钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量 弹簧的总长L并计算钩码的重力，填 写在记录表格里.钩码1234567F/NL/cmx/cm图实一 2 一 25 .改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次.6 .以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的 伸长量不为横坐标，用描点法作图.连接各点，得出弹力F 随弹簧伸K量工变化的图线.7 .以弗簧的仲长量”为自变量，写出曲线所代表的函数.首先 尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数.8 .得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式 中常数的物理意义.五、注意事项1 .所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限 度,要注意观察，适可而止.2 .每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点 尽可能稀，这样作出的图线更精确.3 .测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时 测量，以减小误差.4 .描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意 一定要使各点均匀分布在曲线的两侧,描出的线不应是折 线，而应是平滑的曲线.5 .记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位.六、误差分析1 .钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差.2 .而图时描点及连线不准确也会带来误差.3 .弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来误差.实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的L掌握弹簧测力计的正确使用方法.2 .根据实验的要求，会对给定的实聆步骤排序、纠错.3 .验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则，培养用 作图法处理问题的能力.二，实验原理等效法：使一个力F'和两个力6、羯都让同一条一端固 定的橡皮筋伸长到某点，即它们的作用效果相同•所以一个力 L就是这两个力6和E的合力，作出力F'的图示,再根据平 行四边形定则作出力F和B的合力F的图示」匕较F和F' 的大小和方向是否都相同.三、实地器材方木板，白纸,弹簧测力计（两只）.橡皮筋,细绳套（两 个），三角板，刻度尺，图钉（几个）、铅笔.!1!、实验步骤与数据处理1 .用图钉把臼纸钉在水平桌面的方木板上.2 .用图钉把橡皮筋的一端固定在八点,橡皮筋的另一端拴上 两个细绳套.图实一3一13 .用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互 成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长到某 一位置。

如图实一 3—1所示，记录两 弹簧测力计的读数，用铅笔描下点的 位置及此时两细绳套的方向.4 .用铅笔和刻度尺从结点沿两条细绳 方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数B 和F2的图示，并以B 和F2为邻边 用刻度尺作平行四边形，过点画平行四边形的对角线, 此对角线即为合力F的图示.5 .只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮筋的结点拉到同样 的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺 从点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计 的拉力F'的图示.6 .比较力F'与用平行四边形定则作出的合力F在大小和方 向上是否相同.7 .改变两个力Fi与F2的大小和夹角.再重发实验两次. 在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点O的位羞一 定要相同.画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰 当选取标度，使所作力的图示稍大一些.声单意事项 1 .不要直接以橡皮筋端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套， 以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点() 的位置.2 .在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点()的位置一定要 相同.3 .不要用老化的橡皮筋，检杳方法是用一个弹簧拉橡皮筋，要 反复做几次，使橡皮筋拉到相同的长度看弓单簧读数有无 变化.4 .细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.不要直接沿细绳 套的方向画宜线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细 绳套后，再将所标点与。

点连宜线确定力的方向.5 .在同一次实验中，网力的图示所选定的标度要相同，并且要 恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些.六、误差分析本实验误差的主要来源除弹簧测力汁本身的误差外，还 有读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，要按有 效数字正确读数和记录,两力与各对边要平行.两个分力储 和巳间的夹角越大，用平行四边形作图得出的合力厂的误 差AF也越大，所以实验中不要把J取得太大，但也不宜太小, 以60〜100°之间为宜.实验四验证牛顿运动定律一、实险目的L学会用控制变量法研究物理规律.2.探究加速度与力、质量的关系.3,掌握利用图象处理数据的方法.二,实验原理探究加速度〃与力F及质量m的关系时，应用的基本方 法是控制变量:法，即先控制一个参显——小车的质盘切不变， 讨论加速度靠与力F的关系.再控制重物的质量不变,即力F 不变？改变小车质量m,讨论加速度与加的关系.三，实验器材打点计时器、纸带、复写纸，小车、一端附有定滑轮的长木 板，重物、祛码，夹子、细绳、低压交流电源、导线.天平（带有一 套磋码人刻度尺.!1!、实验步骤及数据分析1 .用天平测出小车和祛码的总质量加，把数值记录下来.2 .按图实4 1所示把实验器材安装好，只是不把悬挂重物 的细绳系在车上，即不给小车加牵引力.图实- -4 - I3 .平衡摩擦力：在:长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木 板.反复移动木板的位置.直至小车在斜面上运动时可以保 持匀速直线运动状态.这时，小车拖着纸带运动时受到的摩 擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡.4 .把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂重物。